北京市鐵路第二中學于1955年建校——由北京鐵路分局籌建的鐵路職工子弟學校;1978年被評選為全國鐵路系統重點中學;2004年轉為西城區政府辦學，更名為“北京市鐵路第二中學”。按照西城區擴大優質教育資源的整體部署， 2005年與原四十二中合并，并于當年被評為“北京市示范性普通高中”，2007年與原鐵三中合并。2020年，成立了小學部;2021年，成立了幼兒部。成為西城區重點打造的涵蓋學前、小學、初中、高中學段，十二年一貫制的完全中學。
1964年，毛澤東主席對學校首任校長魏蓮一的來信做了批示：學校各項工作都要有利于培養學生“在德、智、體諸方面生動活潑地主動地得到發展”。主席的批示成為學校貫徹黨的教育方針、全面推進素質教育的思想引領。多年來，學校不斷深化教育改革，落實立德樹人的根本任務，彰顯了“以人為本和諧發展”的辦學理念，明確了“創辦卓有成就的精品名校”的辦學目標，提出了“真誠友善、科學素養、國際視野、國家棟梁”的育人目標。
學校目前有兩個校區，北校區位于北京市西城區月壇西街5號，南校區位于北京市西城區三里河東路9號。校園占地面積42716平方米，建筑面積57327平方米。小學部及幼兒園在北校區，擁有相對獨立的校(園)區。
學校擁有一個團結務實的領導班子和一支高素質的教師隊伍，在深化教育教學改革中，不斷構建科學的課程體系，堅持“五育并舉”，培養學生的核心素養。加強學生道德品行、心理健康、行為習慣、法律法規教育;注重科技教育，培養學生創新思維及動手能力;發揮女排傳統校的優勢，注重培養學生健康體魄;學校擁有先進的辦學理念、現代化的教學設施、優秀的師資團隊、豐富的校園文化、科學的管理制度，教育教學質量節節攀升，社會美譽度越來越高。
學校曾先后榮獲：北京市示范性高中校、北京市黨建示范點、北京市中小學科技教育示范校、北京市排球傳統校、北京市文明禮儀示范校、北京市交通安全先進單位、西城區全面實施素質教育優類學校、西城區示范高中聯合體成員校、西城區初中建設工程先進學校、西城區科研先進單位、西城區心理教育示范校、西城區平安校園等稱號。
